1.2無刷DC電機的工作原理

 1.2.1無刷DC電機的特性

 DC電機主要有兩種類型:DC刷電機和無刷DC電機。 

1。有刷DC電機

 DC電機以其良好的啟動性能和調(diào)速性能而聞名。DC電機的拉絲DC電機采用機械換向器，驅(qū)動方法簡單。其模型圖如圖1.2所示。 電機主要由永磁材料制成的定子、纏繞有touP的轉(zhuǎn)子(電樞)組成一ngfodlonjled一nggonglU、換向器、電刷等。只要在電刷的兩端A和B引入一定的直流電流，電機的換向器就會自動改變電機轉(zhuǎn)子的磁場方向，使得直流電機的轉(zhuǎn)子繼續(xù)工作。

 從上面可以看出，換向器和電刷在DC電機中起著重要的作用。雖然它可以簡化電機控制器的結(jié)構(gòu)，但也有一些缺點: z結(jié)構(gòu)相對復(fù)雜，增加了制造成本； z容易受到環(huán)境(如灰塵等)的影響。)，這降低了工作的可靠性； 換向時會產(chǎn)生火花，限制了應(yīng)用范圍。 z容易損壞，增加維護成本等。 

2。無刷DC電機 

無刷直流電動機的誕生克服了無刷DC電機的先天缺陷，用電子換向器取代了機械換向器。因此，無刷DC電機不僅具有DC電機調(diào)速性能好的特點，還具有交流電機結(jié)構(gòu)簡單、無換向火花、運行可靠、易于維護的優(yōu)點。 

圖1.3所示的無刷DC電機模型是從圖1.2轉(zhuǎn)換而來的模型。它主要由永磁材料制成的轉(zhuǎn)子、帶touP的定子組成一ngfodlonjled一nggonglU和位置傳感器(可選)?？梢钥闯觯cDC汽車有許多共同之處。定子和轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)相似(原定子變成轉(zhuǎn)子，轉(zhuǎn)子變成定子)，繞組連接線基本相同。然而，它們在結(jié)構(gòu)上有明顯的不同:無刷DC電機在DC電機中沒有換向器和電刷，而是被位置傳感器所取代。這樣，電機的結(jié)構(gòu)相對簡單，降低了電機的制造和維護成本，但無刷DC電機不能自動改變方向(相位)，犧牲成本是電機控制器成本的增加(例如，對于同一個三相DC電機，無刷DC電機的驅(qū)動軸需要4根動力管，而無刷DC電機的驅(qū)動軸需要6根動力管)。 

圖1.3顯示了一個低功率、三相、星形連接和單對磁極的無刷DC電機。它的定子在里面，轉(zhuǎn)子在外面。其結(jié)構(gòu)非常類似于圖1.2所示的DC電機。另一個無刷DC電機的結(jié)構(gòu)正好與這個相反。它的定子在外面，轉(zhuǎn)子在里面，也就是說，定子是由touP組成的基座一ngfodlonjled一nggonglU，轉(zhuǎn)子由永磁材料制成。 

無刷DC電機具有以下特點: 

無刷DC電機具有良好的外部特性，可以在低速時輸出大轉(zhuǎn)矩，因此可以提供大的啟動轉(zhuǎn)矩。 

無刷DC電機具有很寬的速度范圍，可以以任何速度全速運行。

 無刷DC電機效率高，過載能力強，在拖動系統(tǒng)中具有優(yōu)異的性能。

 無刷DC電機再生制動效果良好。因為它的轉(zhuǎn)子是由永磁材料制造的，所以在制動時馬達可以進入發(fā)動機。 運動狀態(tài)；

 無刷DC電機體積小，功率密度高。 無刷DC電機無機械換向器，采用全封閉結(jié)構(gòu)，可防止灰塵進入電機，可靠性高。 高性別；

 無刷DC電機比異步電機更易于驅(qū)動和控制。 

1.2.2無刷DC電機的工作原理 無刷DC電機的定子為touP一ngfodlonjled一nggonglU電樞和轉(zhuǎn)子是永磁體。如果只向電機施加固定的直流電流，電機只能產(chǎn)生恒定的磁場，而不能旋轉(zhuǎn)。只有實時檢測電機轉(zhuǎn)子的位置，然后根據(jù)轉(zhuǎn)子的位置向電機的不同連接處施加相應(yīng)的電流，定子才能產(chǎn)生方向均勻變化的旋轉(zhuǎn)磁場，電機才能隨磁場旋轉(zhuǎn)。 

如圖1.4所示，示出了無刷DC電機的旋轉(zhuǎn)原理圖。為了便于描述，電機定子線圈的中心抽頭連接到電機電源，每相的端點連接到功率管，當(dāng)位置傳感器接通時，功率管的g極連接到12V，功率管接通，相應(yīng)的相位線圈接通。隨著轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)，三個位置傳感器依次導(dǎo)通，相應(yīng)的相位線圈也依次導(dǎo)通，使得定子產(chǎn)生的磁場方向也連續(xù)變化，電機的轉(zhuǎn)子也隨之旋轉(zhuǎn)。

這是無刷DC電機的基本旋轉(zhuǎn)原理——檢測轉(zhuǎn)子位置，依次給每一相通電，并連續(xù)均勻地改變定子產(chǎn)生的磁場方向。 無刷DC電機的旋轉(zhuǎn)原理將在無刷DC電機的位置傳感器驅(qū)動部分進一步介紹。為了便于理解，本文件的以下內(nèi)容使用圖1.5所示的兩個符號作為模型介紹。圖a示出了電機的轉(zhuǎn)子和定子位于同一圓心，圖b示出了轉(zhuǎn)子和定子位于不同的圓心，這是為了便于解釋電機的內(nèi)部磁場。詳情請見下文。 

1.3無刷DC電機的驅(qū)動方法 

無刷DC電機的驅(qū)動模式可以根據(jù)不同的類別分為不同的驅(qū)動模式，每種驅(qū)動模式都有自己的特點。 

按壓驅(qū)動波形:

 z方波驅(qū)動實現(xiàn)方便，易于實現(xiàn)電機無傳感器控制。 

z正弦驅(qū)動，可以提高電機的運行效果，使輸出扭矩均勻，但實現(xiàn)過程相對復(fù)雜。同時，該方法具有空間矢量脈寬調(diào)制和空間矢量脈寬調(diào)制，空間矢量脈寬調(diào)制優(yōu)于空間矢量脈寬調(diào)制。